CN200984250Y - 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节 - Google Patents

一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节 Download PDF

Info

Publication number
CN200984250Y
CN200984250Y CN 200620140181 CN200620140181U CN200984250Y CN 200984250 Y CN200984250 Y CN 200984250Y CN 200620140181 CN200620140181 CN 200620140181 CN 200620140181 U CN200620140181 U CN 200620140181U CN 200984250 Y CN200984250 Y CN 200984250Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
joint
pneumatic muscles
degree
freedom
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN 200620140181
Other languages
English (en)
Inventor
杨灿军
张佳帆
张�杰
陈鹰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN 200620140181 priority Critical patent/CN200984250Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN200984250Y publication Critical patent/CN200984250Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本实用新型公开的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节由两条气动肌肉及个单自由度旋转运动副构成，实现人体上臂肘关节的单自由度的转动。这种结构与现有的外骨骼机械手或者其它穿戴器械相比，结构新颖，轻便灵巧，采用气动肌肉作为关节的执行元件，模仿人体肌肉伸缩的动作，具有仿生学的特点。操作者通过穿戴此装置，并由安装在旋转副上的扭矩传感器获取其运动参数，可对单自由度的工业机械手进行主从式操作，适应性强。同时通过对关节中气动肌肉腔体内气体压力的控制，实现具有临场感知的力反馈信号，增强控制的逼真程度。该实用新型也可广泛用于医疗，通过对关节中气动肌肉的控制，作为上肢肘关节肌肉萎缩或者残疾人士的医疗康复辅助器械。

Description

一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节
技术领域
本实用新型涉及基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节，具体说是一种具有仿生特点，可实现对人体上肢肘关节运动数据采集，力反馈信号产生或是辅助肘关节运动等功能的装置。
背景技术
外骨骼技术是一种新型的人机智能系统控制技术，可广泛应用于机器人的主从控制，肢残病人的医疗康复辅助器械。但传统的外骨骼系统通常采用电机、液压或者气缸作为控制执行元件，结构复杂。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，轻便、清洁、可靠，具有临场力反馈，适合于单自由度机械手主从控制的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节。
本实用新型的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节，包括单自由度旋转运动关节、两条正反向弯曲安装的气动肌肉和操作者穿戴支架，单自由度旋转运动关节包括扭矩传感器和U型连杆，扭矩传感器的两端分别安装有滚动轴承，U型连杆开口的两端分别与滚动轴承铰接，形成旋转运动副；两条正反向弯曲的气动肌肉分别与U型连杆的直杆固定，两条气动肌肉的弯曲端分别经连接件与扭矩传感器相连；操作者支架包括上臂穿戴支架和下臂穿戴支架，上臂穿戴支架与U型连杆的底部固定，下臂穿戴支架经支架连杆与扭矩传感器固定。
使用时，将操作者的上臂和下臂通过绑带分别贴顺地固定在上臂支架和下臂支架上，单自由度旋转运动关节具有一个自由度的肘部旋转副，两条正反向弯曲安装的气动肌肉，通过对气动肌肉腔内压力的控制，可产生绕单自由度旋转副的正反力矩，实现人上下臂绕肘关节的转动。
为便于采集气动肌肉腔体内压力，可在两条正反向弯曲的气动肌肉进气口上分别安装气体压力传感器，这样，结合旋转关节上的扭拒传感器，可以控制施加在整个关节上的旋转力矩。
本实用新型的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节结构简单，轻便灵巧，采用气动肌肉作为关节的执行元件，模仿人体肌肉伸缩的动作，具有仿生学的特点。可通过对操作者肘关节运动参数测量，对单自由度的工业机械手进行主从式操作，适应性强。同时通过对关节中气动肌肉腔体内气体压力的控制，实现具有临场感知的力反馈信号，增强控制的逼真程度。该发明也可广泛用于医疗，通过对关节中气动肌肉的控制，作为上肢肘关节肌肉萎缩或者残疾人士的医疗康复辅助器械。
附图说明
图1是基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
参照附图，本实用新型基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节包括单自由度旋转运动关节1、两条正反向弯曲安装的气动肌肉2和操作者穿戴支架3，单自由度旋转运动关节1包括扭矩传感器10和U型连杆11，扭矩传感器10的两端分别安装有滚动轴承4，U型连杆11开口的两端分别与滚动轴承铰接，形成旋转运动副；两条正反向弯曲的气动肌肉2分别与U型连杆11的直杆固定，两条气动肌肉的弯曲端分别经连接件5与扭矩传感器10相连；操作者支架3包括上臂穿戴支架8和下臂穿戴支架9，上臂穿戴支架8与U型连杆11的底部固定，下臂穿戴支架9经支架连杆6与扭矩传感器10固定。图示具体实例中，在两条正反向弯曲安装的气动肌肉进气口上，分别安装有气体压力传感器7。
基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节共具有一个自由度，通过对控制气动肌肉腔体内气体压力的控制，结合关节中扭拒传感器的信号，可实现对单自由度机械手具有临场力反馈信号的主从控制。

Claims (2)

1.一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节，其特征在于它包括单自由度旋转运动关节(1)、两条正反向弯曲安装的气动肌肉(2)和操作者穿戴支架(3)，单自由度旋转运动关节(1)包括扭矩传感器(10)和U型连杆(11)，扭矩传感器(10)的两端分别安装有滚动轴承(4)，U型连杆(11)开口的两端分别与滚动轴承铰接，形成旋转运动副；两条正反向弯曲安装的气动肌肉(2)分别与U型连杆(11)的直杆固定，两条气动肌肉的弯曲端分别经连接件(5)与扭矩传感器(10)相连；操作者支架(3)包括上臂穿戴支架(8)和下臂穿戴支架(9)，上臂穿戴支架(8)与U型连杆(11)的底部固定，下臂穿戴支架(9)经支架连杆(6)与扭矩传感器(10)固定。
2.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节，其特征是在两条正反向弯曲安装的气动肌肉进气口上分别安装气体压力传感器(7)。
CN 200620140181 2006-11-24 2006-11-24 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节 Expired - Lifetime CN200984250Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200620140181 CN200984250Y (zh) 2006-11-24 2006-11-24 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200620140181 CN200984250Y (zh) 2006-11-24 2006-11-24 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN200984250Y true CN200984250Y (zh) 2007-12-05

Family

ID=38913712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200620140181 Expired - Lifetime CN200984250Y (zh) 2006-11-24 2006-11-24 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN200984250Y (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1961848B (zh) * 2006-11-24 2010-09-22 浙江大学 基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节
CN102229146A (zh) * 2011-04-27 2011-11-02 北京工业大学 基于外骨骼人体姿态信息采集技术的遥控仿人机器人系统
CN103231365A (zh) * 2013-05-07 2013-08-07 哈尔滨工业大学 一种背部式外骨骼手指关节迂回机构
CN103522301A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 中国计量学院 气动肌肉驱动的变转轴仿生关节
CN104337664A (zh) * 2014-08-21 2015-02-11 上海交通大学 配合体感游戏的单自由度手臂智能康复装置
CN105581891A (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 宁波瑞泽西医疗科技有限公司 一种肢体康复装置及利用该装置进行康复训练的方法
RU2629738C1 (ru) * 2016-03-16 2017-08-31 Александр Александрович Воробьёв Экзоскелет верхних конечностей
CN107296718A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 龙华科技大学 气压肌肉驱动兼具上肢助力与复健训练功能之外骨骼装置
CN109068835A (zh) * 2016-03-18 2018-12-21 埃克苏仿生公司 用于加强人的外骨骼的臂的装置及方法
CN117898914A (zh) * 2024-03-18 2024-04-19 长春工业大学 一种胳膊训练康复装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1961848B (zh) * 2006-11-24 2010-09-22 浙江大学 基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节
CN102229146A (zh) * 2011-04-27 2011-11-02 北京工业大学 基于外骨骼人体姿态信息采集技术的遥控仿人机器人系统
CN102229146B (zh) * 2011-04-27 2013-05-08 北京工业大学 基于外骨骼人体姿态信息采集技术的遥控仿人机器人系统
CN103231365A (zh) * 2013-05-07 2013-08-07 哈尔滨工业大学 一种背部式外骨骼手指关节迂回机构
CN103231365B (zh) * 2013-05-07 2014-12-31 哈尔滨工业大学 一种背部式外骨骼手指关节迂回机构
CN103522301A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 中国计量学院 气动肌肉驱动的变转轴仿生关节
CN103522301B (zh) * 2013-09-30 2015-07-08 中国计量学院 气动肌肉驱动的变转轴仿生关节
CN104337664A (zh) * 2014-08-21 2015-02-11 上海交通大学 配合体感游戏的单自由度手臂智能康复装置
CN105581891A (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 宁波瑞泽西医疗科技有限公司 一种肢体康复装置及利用该装置进行康复训练的方法
CN105581891B (zh) * 2015-12-16 2017-08-25 宁波瑞泽西医疗科技有限公司 一种肢体康复装置及利用该装置进行康复训练的方法
RU2629738C1 (ru) * 2016-03-16 2017-08-31 Александр Александрович Воробьёв Экзоскелет верхних конечностей
CN109068835A (zh) * 2016-03-18 2018-12-21 埃克苏仿生公司 用于加强人的外骨骼的臂的装置及方法
US10596059B2 (en) 2016-03-18 2020-03-24 Ekso Bionics, Inc. Device and method for strengthening the arms of human exoskeletons
CN107296718A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 龙华科技大学 气压肌肉驱动兼具上肢助力与复健训练功能之外骨骼装置
CN107296718B (zh) * 2016-04-15 2019-11-08 龙华科技大学 气压肌肉驱动兼具上肢助力与复健训练功能之外骨骼装置
CN117898914A (zh) * 2024-03-18 2024-04-19 长春工业大学 一种胳膊训练康复装置
CN117898914B (zh) * 2024-03-18 2024-06-04 长春工业大学 一种胳膊训练康复装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1961848B (zh) 基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节
CN200984250Y (zh) 一种基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节
CN104552276B (zh) 气动肌肉驱动的外骨骼助力机构
CN204450526U (zh) 一种气动肌肉驱动的外骨骼助力机构
CN104586608B (zh) 基于肌电控制的可穿戴式助力手指及其控制方法
Tadano et al. Development of grip amplified glove using bi-articular mechanism with pneumatic artificial rubber muscle
Costa et al. Joint motion control of a powered lower limb orthosis for rehabilitation
CN102499857A (zh) 外骨骼可穿戴式上肢康复机器人
CN101596139A (zh) 三自由度踝关节辅助运动外骨骼
CN109646156B (zh) 一种外骨骼康复手套
CN103767856A (zh) 一种穿戴式五手指康复机械手
CN101433491A (zh) 多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人及其控制系统
CN111281394A (zh) 一种腕关节运动功能评测与康复机器人
CN1325229C (zh) 一种可穿戴式的柔性外骨骼机械手
CN105342806B (zh) 一种人体关节运动辅助装置及人体运动助力装置
CN104799982A (zh) 基于连续体差动机构的单电机欠驱动假肢手
CN113576831A (zh) 一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法
Beigzadeh et al. Design and development of one degree of freedom upper limb exoskeleton
CN112091954B (zh) 一种仿生灵巧手及其控制方法
CN101254147B (zh) 具有两自由度髋关节辅助运动的外骨骼
CN2710848Y (zh) 穿戴式外骨骼机械手
CN110974600A (zh) 一种基于柔性触觉的可穿戴式脑卒中康复装置
Sun et al. Design of a bidirectional force feedback dataglove based on pneumatic artificial muscles
Zhao et al. Design and validation of a wearable hand exoskeleton system
Yan et al. Development of an assist upper limb exoskeleton for manual handling task

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20071205

Effective date of abandoning: 20061124